ジェット推進研究所(JPL)の 設立者の話から始めましょう 彼らは若い頃 とても想像力と冒険心がありました カリフォルニア工科大学では 化学薬品を混ぜて爆破力を競いました 同じ事を試すのはお勧めしませんが 当然彼らは小屋を吹き飛ばし 大学は実験を続ける彼らを僻地に追放しました
これが「最初の5人の従業員」と呼ぶ メンバーの休憩中の様子です 申し上げたように彼らは冒険的です そのうちの一人は まるでカルトのごとく ここからそう遠くないオレンジグローブで 最高の化合物を調合している最中に 痛ましい爆発事故を起こしました どんな種類の人達か ご理解頂けるでしょう? 事故はもう起こさないよう注意しています
これをご覧ください この中でJPL従業員は誰だと思いますか? 今朝は彼を真似して来ようとしましたが 外に出たらあまりに寒かったので シャツを着ることにしました それよりも この写真をお見せしたかった理由は 他の人が見ている方向と 彼が見ている方向に注目して欲しいからです 他の誰がどこを見ていようと 別方向を見て違う事を試し続ける それこそが私たちの心意気です
同僚のラルフ・エマーソンが 私のオフィスに張った言葉を引用します 「行き先の決まった道を歩くのはやめよう 未踏の地に足跡を残していこう」 これは皆さんにぜひお勧めしたいです 皆が何をしているか観察して 全く違うことを試すのです 他人の仕事を見て少し改良を加えても 大したことはできません
当初はロケット開発に専念しました 一方でパーディもたくさんしました 数年前のパーティの様子です しかし50年前にスプートニクが発射された後は 大きな変化が訪れました アメリカ初の衛星を発射したのです 左側にご覧頂いているものです そして180度の方針転換をした ロケット開発から探査機関へ変換しました 変換は数年間で成し遂げ 今や国を代表する有数の 宇宙探査機関になりました
ただ その間も過去の挫折を 記憶に留める必要がありました 下の方にあるのは 上昇すべきロケットが なぜか横倒しになってしまいました いわば誘導失敗したミサイルです この出来事を記念して 「ミス誘導ミサイル」コンテストを始めました
毎年お祭りをして勝者を選ぶ コンテストやパレード等をしたものです 今では適切ではなくなりました たしかに最近の風潮を考えると上品とは言えません そこで少し真面目になりました 前回のローズボールに参加した時 皆さんがご覧になったものです これはお遊びですが 右側のローバーは 最終テストを経て打ち上げのため ケープカナベラルに輸送する直前です 火星に軟着陸した実物です 楽しみながら同時に真剣に仕事する 様子がお分かりでしょう これから短いビデオをご紹介します 私たちの従業員の一人が持つ才能が お分かりになると思います
ビアウェア・オブ・セイフティ は ロックバンドの名前です 比較的実験的な音楽を探究しています 即興的なジャズがあったり 力強いロックのサウンドもあります 音を楽器として扱い 電子機器とアコースティックを 混ぜて より抽象的なサウンドや ライブ演奏をします 音楽は私の半面です もう一方では 素晴らしい仕事に就けました 私はジェット推進研究所で働き 火星ローバーを開発しています 私が知る最も優秀な技術者達は 芸術の才能も長けています 人は したいことをすべきです おまえは無理と言う人など聞く必要ない 彼らは正しいかもしれないが 疑わしいのさ とにかく やりたいことをすればいい 私はモーガン・ヘンドリー 私はNASAです
それでは余興から本題に移りましょう どうして探索するのか といつも聞かれます ミッションを計画し探索する理由は何でしょう? 私の考えは とてもシンプルです ご存じのとおり 130億年前に 宇宙の起源であるビッグバンが起きました 非常に興味深いのは そのビッグバン以来 どういった経緯か 今日私たちが住む 世界は非常に素晴らしい
外には美しい景色が広がってますし 生命に満ちあふれています そして皆さんのような人間がいて ここで知的な会話をしている 全てはビッグバンから始まった そこで疑問は どのように起きたのか? どのように進化したのか? どのように宇宙が形成されたのか? どのように銀河ができたのか? どのように惑星ができたのか? どうして生命を育む惑星ができたのか? それは普通なことなのか? 恒星を回る全ての惑星に生命は存在するのか? 文字通り私たちは星くずでできているのです 私たちの原点は星です 私たちは星くずなのです ですから次に落ち込んだ時は鏡を覗いて こう言えばいいのです 「今見ているのは星なんだ」 「くず」は省いて構いません 文字通り 私たちは星くずで出来ています
ですから私たちの探索は 今日存在するものが どのように出来たか本を書くようなものです そして私たちが探索するのに最も身近な 惑星が火星なのです 火星が特に興味深い理由のひとつは 遠くないことです わずか6ヶ月で到達できます 時期により6〜9ヶ月です 火星は地球より 少し小さいですがよく似ています 海を除いた 火星の陸地面積は だいたい地球と同じです 極冠があり 地球よりも若干薄い大気が存在し 気象があります ある程度までとても似ています 火星の地形がご覧になります 火星のグランド・キャニオンとも 言える渓谷があります 火星のグランド・キャニオンとも 言える渓谷があります 地球のグランド・キャニオンに 似ていますがとても巨大です
アメリカ合衆国と同じくらいの大きさです 火山が存在し その一つオリンパス山は いわば巨大な盾状の火山です その標高を見ると エベレストと比較すれば オリンパス山がいかに巨大であるかお分かりでしょう オリンパス山がいかに巨大であるかお分かりでしょう エベレストが隠れる位です 火星の地殻変動や火山活動の 規模を把握できます 火星の地殻変動や火山活動の 規模を把握できます 最近 人工衛星が地球上に似た 地滑りが発生する様子を観測しました 活動的な惑星なのです 活動は今も継続しています
ローバーは今何をしているか知りたいですよね? そこで皆さんに現在の様子をご覧に入れましょう 巨大なクレーターです 地質学者はクレーターが大好きです 何の苦労もなく地面に大きな 穴を掘ったようなもので 地表の下が見えるからです これはヴィクトリア・クレーターと呼ばれています サッカー場が数面分の大きさです 左上に小さな暗い点が見えます この写真は軌道上の衛星から撮影しました 拡大するとそれが地上のローバーなのです 軌道上から撮影して地上を拡大すると 実際にローバーを見ることが出来ました 衛星からの映像とローバーの両方を 使って調査を行いました まず広域を観測し ローバーに指示して 任意の場所に移動させます
具体的にはローバーを クレーターに降下させています 地質学者はクレーターが大好きです グランド・キャニオンに行った方は多いでしょうが グランド・キャニオンの壁には地層が見えます 地層というのは百万年 一千万年 一億万年前に地表であった部分であり そこには当時の堆積物があります 地層を解読すれば歴史書を読むようなものです その場所で過去にどのような事が起きたのか 学ぶことが出来るのです
これはクレーター壁面であり ローバーはそこを降りながら 地層の特性を 調査したり岩石を分析したりするのです このような坂を下るのは 困難なことです 普通そんなことはしないでしょう しかし私たちはローバーが 降下を始める前に全ての機能が 万全であることを確認しました
前回 着陸後まもなく ここに来た時は たしか着陸後100日ほどでしたが みなさんにローバーが100日も 稼働したことは驚きだと申し上げました そして4年経ちましたが今でも動いています 眉唾だと言われるでしょう でも違います 私たちは90〜100日程度しか 持たないと考えていました 太陽光発電が動力で 火星のような埃の多い惑星では 表面に埃が積もり ローバーの作動に必要な 電力を充分に得られないと思っていたのです
賢いことは大切ですが 時にはツキも味方します まさにツキがありました 火星では時折 ご覧のようなつむじ風が発生して ローバーの埃を吹き飛ばしてくれるのです まるで新車のような状態になり 長期間に渡り作動しているのです もちろん それなりの設計をしました つむじ風こそ 長い間機能していまだに 科学的データを提供できる理由なのです それでも 2台のローバーは古くなりつつあります 一台の車輪が動かなくなっています 前輪の一つです そこで バックで運転しています 別の一台は結合部の故障のため アームがうまく動かないので 騙しながら動かしています それでも大量の科学的データを提供しています これまでの間 多くの科学界以外の人も これらのローバーに大いに興奮しました そこで科学界以外の人々が ローバーをどのように受け止めたか ビデオでご紹介します
どうぞ ご覧ください ところで このビデオは4年前の着陸時の 様子をとても正確に表現しています ところでこのビデオは4年前の着陸時の 様子をとても正確に表現しています パラシュートがそろって開いた エアバッグ展開 開け カメラ 映像が到着しました やった! ヒューストンのオペレーション・ルームの様子です 全くこの通りでした 火星人を探すのはオランダ人に任せよう 何やってるんだ? なんだこれは? 悪くないでしょう?
それでは火星の美しさについて もう少し紹介しましょう 述べた通り とても地球に似ています 砂丘がご覧になれます サハラ砂漠かどこかだと 言ったとしても 皆さん信じることでしょう しかしこれは火星の写真なのです 特に興味深い地域と言えば 火星の北部 北極点に近い所です まるでカナダ北部にあるような 極冠氷があり 拡大したり縮小したりします 氷河の特徴的地形が観測できます 実際私たちはその氷が 何で出来ていているのか 有機物が含まれているか 調査しようとしました
フェニックスと呼ぶ宇宙船が 火星に向かっており 今からちょうど 17日と7時間20秒で着陸する予定です 時計をセットしておいて下さい だいたい西海岸時間で5月25日5時前に 別の惑星に着陸します これは火星に降り立った宇宙船の想像図ですが 17日後の着陸ショーを ご覧になれない方のために その様子を ご覧に入れます
ご紹介するのは「恐怖の7分間」です 計画では地表を掘ってサンプルを採集し オーブンに入れて加熱します そして噴出するガスを測定するのです 約9ヶ月前に打ち上げられました 時速約2万キロで突入し7分後に 着陸船を破損することなく 地表に軟着陸させるのです
フェニックスは初の火星偵察計画です 初めて火星の北極近くに着陸し これも初めて地球以外の 惑星に存在する水に触れる計画です 惑星に存在する水に触れる計画です
少なくとも地球では水がある所に 生命が存在する傾向があるので 火星でも 過去に生命が存在した可能性があるのは水中です
大気圏突入から軟着陸では時速2万キロで 飛ぶ宇宙船を非常に短時間で減速し 優しく停止させることが求められます 飛ぶ宇宙船を非常に短時間で減速し 優しく停止させることが求められます 火星の大気圏に突入します 火星の地表から112キロの高度です 着陸船はエアロシェルと呼ぶ中に格納されています
前部の皿に見える部分には 耐熱処理が施され厚さ1センチほどの 耐熱効果を持つコルクに覆われています 耐熱効果を持つコルクに覆われています この非常に特殊なコルクは 大気圏突入時の過酷な 衝撃から宇宙船を守るのです
大気を宇宙船が通過する際 摩擦が発生するのでそれを利用して 速度を落とします ここから時速2万キロを 時速1500キロまで減速します
内部は熱くなりません おそらく室温と同程度でしょう パラシュートを展開するタイミングがきました パラシュートを展開するタイミングがきました
早過ぎるとパラシュートは機能しません 生地と縫い目が破れてしまいます それはダメです
パラシュートが開いて15秒後に 時速1500キロから時速400キロという 比較的遅い速度まで減速します 大気圏突入の際に機体を守った 耐熱シールドは もう必要ないので切り離します 大気圏突入の際に機体を守った 耐熱シールドは もう必要ないので切り離します そこで初めて着陸船が火星の大気に触れます
耐熱シールドを切り離し脚が展開されると 次にレーダーシステムがフェニックスの 地表からの高度を計測し始めます 次にレーダーシステムがフェニックスの 地表からの高度を計測し始めます
大気圏突入時点から99%減速しています 着陸まで99%の行程が終わったのです しかしこの場合でも 残り1%が非常に難しいのです
時速200キロで落下する宇宙船を 火星の地表から1キロ上空で切り離します ちょうどエンパイア・ステートビルを 二つ縦に重ねた位です ちょうどエンパイア・ステートビルを 二つ縦に重ねた位です
その時点で後部シェルから切り離し 宇宙船は自由落下に入ります まさに恐怖の瞬間です とても多くのことが瞬時に起きます まさに恐怖の瞬間です とても多くのことが瞬時に起きます 宇宙船は自由落下しながら 全ての機器を使って着陸するのに 適正な姿勢を保ちます 全ての機器を使って着陸するのに 適正な姿勢を保ちます
そしてエンジンを点火し 姿勢を正し ゆっくりとスピードを緩めながら 安全に着陸するのです
地球と火星は信号が届くのに 10分以上かかるほど離れています この一連の操作は7分ほどの出来事です ですから大気圏突入を始めた信号を 受信した時には全てが終わっています ですから大気圏突入を始めた信号を 受信した時には全てが終わっています
安全に着陸するために 宇宙船に高度な自律性を 持たせる必要があります
火星軟着陸は技術的に非常に困難です 宇宙空間を飛んできた宇宙船を 考え得る全ての技術を用いて 火星の地表に着陸させるのですから 刺激的で挑戦のしがいがあります
ご覧頂いたように事が運べばいいのですが 宇宙船が別の惑星に 着陸する瞬間は とても緊張するでしょう
では私たちの次の計画についてご紹介します 現在私たちは次に火星に送り込むローバーの 設計を進めています 設計段階の状況を 少しご紹介しましょう 皆さんの製品企画にも共通することです ご覧頂いたように フェニックス計画では 直面する熱の対策をする必要がありました 考え得る全ての素材や形状を研究しました 考え得る全ての素材や形状を研究しました 顧客を満足させようとする訳ではありません 実用的かつ効率的な機器を確実に制作しようと 思っているのです
はじめに従業員にはできる限り 創造性を発揮してもらおうとしました アートセンターに近いのが非常に好ましいです 実際にアートセンター卒業生の エリック・ニキストは私たちの ミッション 宇宙船設計室に 素晴らしい作品を展示して 私たちに様々な発想を促しました 山ほどのレゴもあります まさに大人の遊び場です 座り込んでは様々な形状やデザインを考えています
そして段々と より真剣になっていきます CAD/CAM技師 技術者 科学者が参画して 熱の性質 設計 大気の特性 パラシュートについて チームで詳細な検討を検討し コンピューターで ある程度まで 私たちの要求する仕様に適合する 宇宙船を設計します 一方 目指している惑星の 環境も考慮する必要があります 木星に行くとすれば そこは非常に放射線の強い 環境です 木星近辺の 放射線量は原子炉の内部と同程度です
皆さんのパソコンを原子炉に放り込んでも正常に 稼働しないといけない様なものです こういった様々な大小の問題に 私たちは直面しているのです 大気圏突入に備えてパラシュート試験もします ビデオでパラシュートが 破壊するシーンがありました 実際に起きたら最悪ですから試験します このパラシュートは超音速で展開します 超高速な状態から展開して減速する 従って有りとあらゆる試験ををします パラシュートを立っている人と比較すると その大きさが分かると思います
次に実験機を制作しそれを JPLの火星ヤードと呼ぶ実験場所に 運び込んで試験をします 蹴ったり叩いたり落としたりして どこがどう壊れるか検証して確認します そして懸念点を修正するのです そして実際に本番機を制作し飛行させます 次に飛ばすローバーは乗用車位の大きさです 外側の大きなシールドが ローバーを熱から守ります 来年にかけて制作し 1年後の6月に発射する予定です とても大きなローバーなので エアバッグを使えませんでした 前回多くの人がエアバッグは とても名案だったと言ってくれました 残念なことに今回のローバーは前のローバーの 大きさは10倍 重さは3倍あります そのためエアバッグは使えません 何か他の巧妙な着陸手段が必要です 地表を汚染しないためにも 送り込む物質を減らそうとしました ローバーの脚部で直に着陸させたかったのです
そこで地球でもヘリコプターで使っている アイディアを用いることにしました 実際着陸船は地表30メートルほどで 一旦停止し そしてスカイクレーンを使って ローバーを地表に降ろします 思惑通りにいくことを祈っています 今回のローバーは化学者のようものです ローバーを走行させてすることは 岩石の化学物質の構成の解析です ローバーにはアームがありサンプルを採取して オーブンに入れ砕き解析します 高くて届かない所にある検体を 採取するにはレーザーシステムを展開して 岩石に投射し気化した成分を 吸入し岩石の成分を解析します まるでスターウォーズのようですが本物です 現実のものです そして私たちの一助になるよう ローバーに広告を掲載し ローバーを訓練して 火星でカクテルを サーブできるようにします 火星でカクテルを サーブできるようにします
火星でしている楽しいことを お分かり頂けたかと思います 火星でしている楽しいことを お分かり頂けたかと思います 次に土星に行ってみましょう いくつか分かっていることをご紹介します 土星には二つとても興味深い点があります まずとても魅力的な惑星であること とても美しいリングをもっています 科学者にとっても このリングは特別なんです リングは太陽系が どのように形成されたか 小規模で示していると考えています 一部の科学者は太陽系が形成されて 太陽が凝縮して生まれた際に 塵が周囲にリングを形成し リングの粒子が お互いに堆積しながら 次第に大きな岩石になり やがて 惑星が形成されたと考えています 次第に大きな岩石になり やがて 惑星が形成されたと考えています
つまり土星を観測することでリアルタイムに 小規模な太陽系の誕生を把握できます いわばテスト環境です では土星系システムを 少しご紹介しましょう まずリングの上にお連れします もちろん これらは実写です アニメーション等ではありません カッシーニという土星を 周回する衛星から撮影しました リングを構成する粒子の詳細が見えます リングを構成する粒子の詳細が見えます 粒子はお互いに衝突して より大きくなります その結果小さな衛星が形成されると そこに溝ができるのです リングは とても大きな物体だと思うでしょう ええ 直径は非常に大きいです しかし厚さは とてもとても薄いのです これはリングが土星に影を作っているところです そこで形成された衛星の一つが見えます そこで形成された衛星の一つが見えます とても薄い 巨大なリングが回転しているのです
様々な種類の衛星が将来形成され ひとつひとつが とても個性豊かなので 科学者達は何十年もかけて研究しています これら物体の形状や生い立ちを理解するには より多くの予算が必要だとNASAに求めています 特に興味深い二つの衛星があります ひとつはエンケラドスです 全て氷の衛星です 衛星の軌道から計測しました しかもとても奇妙なことがあるのです 虎縞のように見える地域の 上空を通過する際に計測すると 惑星の他の部分に比べ 温度が突然上昇するのです
通過した後に振り返ると 間欠泉が吹き出ているのを 発見しました まさに土星のイエローストーンです 氷の間欠泉が噴出していることで 内部に海があるのが推測できます 内部に海があるのが推測できます 運よく大きな動きをする間欠泉が 放出される瞬間を捉えられました この小さい矢印は約50キロを 指していますが 数か月前に間欠泉の噴煙の中に 宇宙船を通過させることにしました 噴煙の構成物を解明するためです 当然リスクのある試みでしたが うまくいきました 噴煙の頂点部を通過しましたが 氷と共に有機物が噴出するのを観測できました そして土星を何年か周回するうち 表面に近づきながら より正確な観測をする 計画です
タイタンも大きな注目を集めています タイタンが興味深い理由は タイタンが月よりも大きく大気があるからです 私たちの大気と同じ位濃い密度なのです ですからタイタンでは地球上と同じ位の 大気圧を感じるのです ただし とても寒く 大気はメタンでできています メタンが注目を浴びたのは有機物だからです そのため多くの人は 有機物が大量に存在すれば 生命が進化した可能性を考えました 今ではタイタンは前生物的な惑星と呼ばれています あまりの寒さのため 有機物が生命の誕生と進化に 必要な生命の素材に 発展しなかったと考えられます
そのためタイタンは生命が生まれる前に冷凍した 30億年前の地球と見られます 興味を引く話題なので私たちが 実行したことを話します 欧州の同僚が開発した 探査機を土星の軌道上から落下しました 探査機を土星の軌道上から落下しました タイタンの大気に突入させたのです 降下中に撮影した地形の写真です 私にはカリフォルニアの海岸に見えます 海岸沿いに川も見えます 白い部分は まるでカタリナ島みたいです あれは海のようですね そして搭載しているレーダー機器で 五大湖に似た湖も見つけました 本当に地球に似ているのです 川や海や湖があり 雲が発生して 雨も降ると考えられます 地球における水循環にとても似ていますが 水ではありません 寒すぎて 水は凍ってしまうからです このような液体は実は 炭化水素 エタン メタンです 私たちの車の燃料に似ています
地球に似た液体循環がありますが エタン メタン等 有機物の惑星です ですからタイタンでは ガソリンの価格を心配する必要はないのです 近くの湖まで行ってホースを入れ 車を満タンにすればいいのです ただしマッチを擦って火を起こすと 惑星ごと爆発してしまうでしょう 最後に数枚の写真をご紹介します 宇宙の概念が少し分かることでしょう これは土星の裏側から太陽の方向を 向いて撮影した写真です 土星の裏側に太陽があるので 「前方散乱」を観測できます 全ての土星の輪がはっきり見えます ズームアップしてみます はっきり見えないでしょうが 左上10時くらいの方角にある 小さな点が地球です ほとんど見えませんね そこで ズームアップすると地球が見えてきます アートセンターが見えるまでズームします
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"真剣な遊び 2008" 会場でチャールズ・エラチ博士がアメリカ航空宇宙局(NASA)の伝説的なジェット推進研究所(JPL) について火星ローバー計画の逸話やビデオを交えながら紹介します。
Charles Elachi is the director of NASA's Jet Propulsion Laboratory, where he oversees space exploration programs such as the Mars Rovers. Full bio »
Translated into Japanese by Ichiro Nishimura
Reviewed by Akira Kan
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17:09 Posted: Oct 2007
Views 868,817 | Comments 200
19:37 Posted: Oct 2006
Views 540,576 | Comments 140
06:18 Posted: Oct 2007
Views 513,654 | Comments 114
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